JP2013030429A - 車両用灯具ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】最小限の部品の追加で構成することが可能な多眼の車両用灯具ユニットを提供する。
【解決手段】車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、前記投影レンズの車両後方側焦点より後方側でかつ略上向きに光を放射するように配置された半導体発光素子と、前記半導体発光素子から放射される光のうち前記半導体発光素子の軸に対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光が入射するように、前記半導体発光素子の上方に配置された第１反射面と、前記第１反射面で反射された前記半導体発光素子からの光の一部を遮光するように、前記投影レンズと前記半導体発光素子との間に配置されたシェードと、車両前方からの見かけ上、前記投影レンズが上下に分割されたレンズ部として視認されるように、前記投影レンズの車両後方側又は車両前方側、かつ、前記光軸近傍に配置された略水平方向に延びる装飾部材と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用灯具ユニットに係り、特に、上下にレンズが配置された車両用灯具ユニットに関する。
従来、上下にレンズが配置された車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図８に示すように、特許文献１に記載の車両用灯具３００は、上下に配置されたプロジェクタ型の車両用灯具ユニット３１０、３２０を備えている。各ユニット３１０、３２０は、レンズ３１１、３２１、ＬＥＤ光源、反射面等を備えている。この構成の車両用灯具３００によれば、上側のユニット３１０を構成するＬＥＤ光源から放射された光は上側のユニット３１０を構成する反射面で反射されて上側のレンズ３１１を透過し前方に照射され、下側のユニット３２０を構成するＬＥＤ光源から放射された光は下側のユニット３２０を構成する反射面で反射されて下側のレンズ３２１を透過し前方に照射される。
特開２００５−２９４１６６号公報
しかしながら、特許文献１に記載の車両用灯具３００においては、上下にレンズ３１１、３２１が配置された多眼の車両用灯具を構成することが可能となるものの、上下それぞれに車両用灯具構成要素（ＬＥＤ光源、反射面、ヒートシンク等）を配置しなければならないため、その分、部品点数が増大し、組み立て工数が増大し、コストアップとなるという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、最小限の部品の追加で構成することが可能な多眼の車両用灯具ユニットを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、前記投影レンズの車両後方側焦点より後方側でかつ略上向きに光を放射するように配置された半導体発光素子と、前記半導体発光素子から放射される光のうち前記半導体発光素子の軸に対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光が入射するように、前記半導体発光素子の上方に配置された第１反射面と、前記第１反射面で反射された前記半導体発光素子からの光の一部を遮光するように、前記投影レンズと前記半導体発光素子との間に配置されたシェードと、車両前方からの見かけ上、前記投影レンズが上下に分割されたレンズ部として視認されるように、前記投影レンズの車両後方側又は車両前方側、かつ、前記光軸近傍に配置された略水平方向に延びる装飾部材と、を備えることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、一つの車両用灯具ユニットを構成する車両用灯具構成要素（半導体発光素子、第１反射面等）に対して装飾部材を追加するだけで、車両前方からの見かけ上、投影レンズが上下のレンズ部に分割された多眼の車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記半導体発光素子から放射される光のうち前記半導体発光素子の軸に対して広角方向に放射される相対的に低い光度の光が入射するように、前記装飾部材に形成されるとともに、当該入射した光を後方斜め下向きに反射するように構成された第２反射面と、前記第２反射面から後方斜め下向きに反射される光が入射するように、前記第２反射面の後方斜め下方に配置された第３反射面と、を備えており、前記第２反射面で反射された後、前記第３反射面で反射されて前記投影レンズを透過する前記半導体発光素子からの光が水平面に対して上向きの角度の方向へ照射されるように、前記第３反射面の水平面に対する傾斜角度が調整されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、投影レンズを透過する半導体発光素子からの光が水平面に対して上向きの角度の方向へ照射されるように、第３反射面の水平面に対する傾斜角度が調整されているため、例えば、オーバーヘッドサイン領域を照射することが可能となる。なお、オーバーヘッドサイン領域とは、車両前面から約２５ｍ前方に配置された仮想鉛直スクリーン上の、水平線より上の２〜４度の範囲であって、道路案内板や道路標識等が存在する領域のことである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記投影レンズの車両前方側表面又は車両後方側表面のうち前記光軸近傍には、略水平方向に延びる凹部が形成されており、前記装飾部材は、その少なくとも一部が前記凹部内に位置決め固定されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、略水平方向に延びる凹部の作用により、装飾部材の位置決め固定を容易に行うことが可能となる。
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記装飾部材の鉛直方向寸法が１５ｍｍ以下であることを特徴とする。
従来、上下にレンズが配置された多眼の車両用灯具を構成する場合、上下それぞれに車両用灯具構成要素（ＬＥＤ光源、反射面、ヒートシンク等）を配置しなければならなかった。この場合、上下の車両用灯具構成要素（ＬＥＤ光源、反射面、ヒートシンク等）が干渉しないようにする観点、上下のＬＥＤ光源から発生する熱量が互いに影響しないようにする観点から、上下のレンズを近接させて配置するのは困難であった。
請求項４に記載の発明によれば、上下それぞれに車両用灯具構成要素（半導体発光素子、第１反射面等）を配置するのではなく、上下に対して一つの車両用灯具ユニットを構成する車両用灯具構成要素（半導体発光素子、第１反射面等）を配置する構成であるため、上側のレンズ部と下側のレンズ部とが近接して配置された（例えば、１５［ｍｍ］以内に近接して配置された）多眼の車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。
請求項５に記載の発明は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、前記投影レンズの車両後方側焦点より後方側でかつ略上向きに光を放射するように配置された半導体発光素子と、前記半導体発光素子から放射される光のうち前記半導体発光素子の軸に対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光が入射するように、前記半導体発光素子の上方に配置された第１反射面と、前記第１反射面で反射された前記半導体発光素子からの光の一部を遮光するように、前記投影レンズと前記半導体発光素子との間に配置されたシェードと、を備えており、前記投影レンズの車両前方側表面又は車両後方側表面のうち前記光軸近傍には、略水平方向に延びる凹部が形成されており、車両前方からの見かけ上、前記投影レンズが上下に分割されたレンズ部として視認されるように、前記凹部のうち少なくとも底面には、鏡面処理が施されていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明によれば、投影レンズに凹部を形成しその底面にアルミ蒸着等の鏡面処理を施すだけで、車両前方からの見かけ上、投影レンズが上下のレンズ部に分割された多眼の車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。
本発明によれば、最小限の部品の追加で構成することが可能な多眼の車両用灯具ユニットを提供することが可能となる。
第１実施形態の車両用灯具ユニット１００をその光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した縦断面図である。 （ａ）車両用灯具ユニット１００の正面図、（ｂ）車両用灯具ユニット１００（変形例）の正面図、（ｃ）車両用灯具ユニット１００（変形例）の正面図である。 半導体発光素子１１２（半導体発光素子２１２）の斜視図である。 半導体発光素子１１２（半導体発光素子２１２）の指向特性の例である。 ロービーム用配光パターンＰ１及びオーバーヘッド用配光パターンＰ２の例である。 各レンズ部１１１Ａ、１１１Ｂ（２１１Ａ、２１１Ｂ）に対する明るさ感が一致（又は略一致）することを説明するための図である。 第２実施形態の車両用灯具ユニット２００をその光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した縦断面図である。 従来の車両用灯具３００の正面図である。
以下、本発明の実施形態である車両用灯具ユニットについて図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
本実施形態の車両用灯具ユニット１００は、自動車等の車両の前面の左右両側にそれぞれ少なくとも１つ配置されて、車両用前照灯を構成している。車両用灯具ユニット１００には、その光軸調整が可能なように公知のエイミング機構（図示せず）が連結されている。
図１は車両用灯具ユニット１００をその光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した縦断面図、図２（ａ）は正面図である。
図１、図２（ａ）に示すように、車両用灯具ユニット１００は、レンズ１１１、レンズ１１１の車両後方側焦点Ｆ１１１より後方側かつ光軸ＡＸ近傍に配置された半導体発光素子１１２、半導体発光素子１１２の上方に配置された第１反射面１１３、第１反射面１１３で反射された半導体発光素子１１２からの光の一部を遮光するように、レンズ１１１と半導体発光素子１１２との間に配置されたシェード１１４、レンズ１１１の車両後方側かつ光軸ＡＸ近傍に配置された第２反射面１１５ａを含む装飾部材１１５、第２反射面１１５ａからの反射光が入射するように、レンズ１１１とシェード１１４との間に配置された第３反射面１１６、ヒートシンク１１７、レンズホルダー１１８、装飾部材としてのエクステンション１１９等を備えている。
図１に示すように、レンズ１１１は、ヒートシンク１１７等に固定されたレンズホルダー１１８に保持されて車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置されている。
レンズ１１１は、例えば、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸非球面の投影レンズである。レンズ１１１は、透明樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）を、金型に注入し、冷却、固化させることで成形された透明樹脂製レンズであってもよいし、ガラス製レンズであってもよい。レンズ１１１は、正面視で円形、楕円形であってもよいし、正面視でｎ角形（ｎは３以上の整数）の形状となるようにその外周がカットされた形状又はその他形状であってもよい。
図１、図２（ａ）に示すように、レンズ１１１の車両後方側表面のうち光軸ＡＸ近傍には、水平方向（図１中紙面に直交する方向）に延びる装飾部材１１５が配置されている。装飾部材１１５は、少なくとも車両前方側表面及び車両後方側表面にアルミ蒸着等の鏡面処理が施されたプレート状の部材又は金属板である。
この装飾部材１１５により、車両前方からの見かけ上、レンズ１１１を、一つのレンズとしてではなく装飾部材１１５を境界として上下に分割されたレンズ部１１１Ａ、１１１Ｂとして視認させることが可能となる（図２（ａ）参照）。
装飾部材１１５は、上下に分割されたレンズ部１１１Ａ、１１１Ｂを透過してロービーム用配光パターンを形成する光を遮らない高さ寸法ｈ（例えば、１５［ｍｍ］以下）とされている。
装飾部材１１５は、レンズ１１１の車両後方側表面のうち光軸ＡＸ近傍に配置されていてもよいし（図２（ａ）参照）、あるいは、レンズ１１１の車両後方側表面のうち光軸ＡＸ近傍から上又は下に若干シフトした位置に配置されていてもよい（図２（ｂ）参照）。前者の場合、車両前方からの見かけ上、レンズ１１１が同一形状・同一サイズのレンズ部１１１Ａ、１１１Ｂに分割されているように視認させることが可能となる。後者の場合、車両前方からの見かけ上、レンズが異なる形状・異なるサイズのレンズ部１１１Ａ、１１１Ｂに分割されているように視認させることが可能となる。なお、装飾部材１１５は、水平方向に対して若干傾いた方向に延びていてもよい（図２（ｃ）参照）。
レンズ１１１の車両後方側表面のうち光軸ＡＸ近傍には、前方斜め下方に向かって延び、かつ、水平方向（図１中紙面に直交する方向）に延びる凹部１１１ａが形成されている。装飾部材１１５は、略下半分が凹部１１１ａ内に位置決め固定され、略上半分が凹部１１１ａから露出している。この露出した略上半分が、第２反射面１１５ａとされている。装飾部材１１５は例えば接着又は嵌合等の公知の手段で凹部１１１ａ内に固定されている。
図３は、半導体発光素子１１２の斜視図である。
半導体発光素子１１２は、例えば、複数のＬＥＤチップ１１２ａ（例えば、１ｍｍ角の青色ＬＥＤチップ×４）である。各ＬＥＤチップ１１２ａは蛍光体（例えば、黄色蛍光体であるＹＡＧ蛍光体）で覆われている。ＬＥＤチップ１１２ａは４つに限られず、１〜３又は５つ以上であってもよい。
各ＬＥＤチップ１１２ａは、略上向き（図１中、斜め後方上向きを例示）に光を放射するようにヒートシンク１１７の上面１１７ａに固定された基板Ｋ上に実装されて、レンズ１１１の車両後方側焦点Ｆ１１１より後方側かつ光軸ＡＸ近傍に配置されている。各ＬＥＤチップ１１２ａは、その一辺を光軸ＡＸに直交する水平線に沿わせて所定間隔で一列（図１中紙面に直交する方向）にかつ光軸ＡＸに対して対称となるように配置されている（図３参照）。
基板Ｋは、車両前端側Ｋａが車両後端側Ｋｂより上方に位置するように水平面に対して傾斜して配置されている（図１参照）。これにより、各ＬＥＤチップ１１２ａの軸ＡＸ１１２ａが斜め後方上向きとなっている。なお、基板Ｋは、車両前端側Ｋａと車両後端側Ｋｂとが同一水平面上に位置するように水平姿勢で配置されていてもよい。
半導体発光素子１１２には、電源ケーブルＣが電気的に接続されている。半導体発光素子１１２は、電源ケーブルＣを介して定電流が供給されることで点灯する。半導体発光素子１１２から発生する熱量はヒートシンク１１７の作用により放熱される。
図４は、半導体発光素子１１２（ＬＥＤチップ１１２ａ）の指向特性の例である。
指向特性とは、半導体発光素子１１２（ＬＥＤチップ１１２ａ）上の軸ＡＸ１１２ａ上光度を１００％とした場合の、半導体発光素子１１２（ＬＥＤチップ１１２ａ）に対して所定角度傾いた方向の光度の割合のことであり、半導体発光素子１１２（ＬＥＤチップ１１２ａ）が放射する光の広がりを表している。光度の割合が５０％となる角度が半値角である。図４では、±６０度が半値角である。
なお、半導体発光素子１１２は、略点状に面発光する発光チップを有する素子状の光源であればよく、ＬＥＤチップ１１２ａに限定されない。例えば、半導体発光素子１１２は、ＬＥＤチップ以外の発光ダイオードやレーザダイオードであってもよい。
図１に示すように、第１反射面１１３は、第１焦点Ｆ１１１３が半導体発光素子１１２近傍に設定され、第２焦点Ｆ２１１３がレンズ１１１の車両後方側焦点Ｆ１１１近傍に設定された回転楕円系の反射面（回転楕円面又はこれに類する自由曲面等）である。
第１反射面１１３は、半導体発光素子１１２から略上向きに放射される光のうち半導体発光素子１１２の軸ＡＸ１１２ａに対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光（例えば、半値角付近から内の光。図４では±６０度内の光）が入射するように、半導体発光素子１１２の側方（図１中、車両後方側の側方）からレンズ１１１に向かって延びて、半導体発光素子１１２の上方を覆っている。
シェード１１４は、レンズ１１１の車両後方側焦点Ｆ１１１から半導体発光素子１１２側に延びるミラー面１１４ａを含んでいる。シェード１１４の前端縁は、レンズ１１１の車両後方側の焦点面に沿って凹に湾曲している。ミラー面１１４ａに入射し上向きに反射される光はレンズ１１１（上側のレンズ部１１１Ａ）で屈折して路面方向に向かう。すなわち、ミラー面１１４ａに入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。
第２反射面１１５ａは、半導体発光素子１１２から放射される光のうち半導体発光素子１１２の軸ＡＸ１１２ａに対して広角方向に放射される相対的に低い光度の光（例えば、半値角付近から外の光。図４では±６０度外の光）が入射するように、レンズ１１１の車両後方側かつ光軸ＡＸ近傍に配置されている。
本実施形態では、レンズ１１１の凹部１１１ａから露出した装飾部材１１５の略上半分が第２反射面１１５ａとされている。第２反射面１１５ａは、車両前端側１１５ｂが車両後端側１１５ｃの下方に位置するように水平面に対して傾斜した傾斜反射面（例えば、平面鏡）とされている。
上記構成の第２反射面１１５ａに入射した半導体発光素子１１２からの相対的に低い光度の光は、当該第２反射面１１５ａで後方斜め下向きに反射される。
第３反射面１１６は、第２反射面１１５ａから後方斜め下向きに反射される相対的に低い光度の光が入射するように、第２反射面１１５ａの後方斜め下方に配置されている。
第３反射面１１６は、例えば、平面鏡であり、これに入射する第２反射面１１５ａからの光を反射してレンズ１１１（下側のレンズ部１１１Ｂ）を透過する光が水平面に対して所定角度上向きの方向（例えば、水平線より上の２〜４度の範囲）に出射して、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上のオーバーヘッドサイン領域Ａを照射するように傾斜して配置されている。なお、オーバーヘッドサイン領域Ａとは、車両前面から約２５ｍ前方に配置された仮想鉛直スクリーン上の、水平線Ｈ−Ｈより上の２〜４度の範囲であって、道路案内板や道路標識等が存在する領域のことである（図５参照）。
第３反射面１１６とシェード１１４とは、金型を用いて一体成形された基材に対してアルミ蒸着等の鏡面処理を施すことで、一つの部品として構成されている。これにより、第３反射面１１６、シェード１１４を個々の部品として構成する場合と比べ、部品点数の削減、第３反射面１１６、シェード１１４の組み付け工程の簡略化、さらには、第３反射面１１６、シェード１１４の組み付け誤差の低減等が可能となる。なお、第３反射面１１６とシェード１１４とは、一体成形することなく個々の部品として構成してもよい。
上記構成の車両用灯具ユニット１００によれば、半導体発光素子１１２から放射されて第１反射面１１３に入射する光は、当該第１反射面１１３で反射されてレンズ１１１の車両後方側焦点Ｆ１１１近傍で集光した後、レンズ１１１（下側のレンズ部１１１Ｂ）を透過して前方に照射される。また、第１反射面１１３で反射されてミラー面１１４ａに入射し上向きに反射される光はレンズ１１１（上側のレンズ部１１１Ａ）で屈折して路面方向に向かう。すなわち、ミラー面１１４ａに入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。
これにより、図５に示すように、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に、カットオフラインＣＬを含むロービーム用配光パターンＰ１が形成される。
一方、半導体発光素子１１２から放射されて第２反射面１１５ａに入射する光は、当該第２反射面１１５ａ及び第３反射面１１６で反射されてレンズ１１１（下側のレンズ部１１１Ｂ）を透過して、水平面に対して所定角度上向きの方向（例えば、水平線Ｈ−Ｈより上の２〜４度の範囲）へ照射される。これにより、図５に示すように、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上のオーバーヘッドサイン領域Ａに、オーバーヘッド用配光パターンＰ２が形成される。
なお、車両用灯具ユニット１００は、各配光パターンＰ１、Ｐ２が仮想鉛直スクリーン上の適正範囲を照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。
以上説明したように、本実施形態の車両用灯具ユニット１００によれば、一つの車両用灯具ユニット１００を構成する車両用灯具構成要素（半導体発光素子１１２、第１反射面１１３、ヒートシンク１１７等）に対して装飾部材１１５を追加するだけで、車両前方からの見かけ上、レンズ１１１が上下のレンズ部１１１Ａ、１１１Ｂに分割された多眼の車両用灯具ユニット１００を構成することが可能となる。
また、本実施形態の車両用灯具ユニット１００によれば、半導体発光素子１１２から放射されて第１反射面１１３に入射する光が、当該第１反射面１１３で反射されてレンズ１１１の車両後方側焦点Ｆ１１１近傍で集光する構成であるため、レンズ１１１（第１レンズ部１１１Ａ、第２レンズ部１１１Ｂ）全体が光っているように視認させることが可能となる。これにより、図６に示すように、車両前方のある視点Ｅ（水平線Ｈ−Ｈより上のある視点）から見た第１レンズ部１１１Ａ及び第２レンズ部１１１Ｂに対する明るさ感を一致（又は略一致）させることが可能となる。
また、本実施形態の車両用灯具ユニット１００によれば、レンズ１１１を透過する半導体発光素子１１２からの光が水平面に対して上向きの角度（例えば、２〜４度）の方向へ照射されるように、第３反射面１１６の水平面に対する傾斜角度が調整されているため、例えば、オーバーヘッドサイン領域Ａを照射することが可能となる。
また、本実施形態の車両用灯具ユニット１００によれば、略水平方向に延びる凹部１１１ａの作用により、装飾部材１１５の位置決め固定を容易に行うことが可能となる。
従来、上下にレンズが配置された多眼の車両用灯具を構成する場合、上下それぞれに車両用灯具構成要素（ＬＥＤ光源、反射面、ヒートシンク等）を配置しなければならなかった（図１０参照）。この場合、上下の車両用灯具構成要素（ＬＥＤ光源、反射面、ヒートシンク等）が干渉しないようにする観点、上下のＬＥＤ光源から発生する熱量が互いに影響しないようにする観点から、上下のレンズを近接させて配置するのは困難であった。
本実施形態の車両用灯具ユニット１００によれば、上下それぞれに車両用灯具構成要素（半導体発光素子１１２、第１反射面１１３、ヒートシンク１１７等）を配置するのではなく、上下に対して一つの車両用灯具ユニット１００を構成する車両用灯具構成要素（半導体発光素子１１２、第１反射面１１３、ヒートシンク１１７等）を配置する構成であるため、上側のレンズ部１１１Ａと下側のレンズ部１１１Ｂとが近接して配置された（例えば、１５［ｍｍ］以内に近接して配置された）多眼の車両用灯具ユニット１００を構成することが可能となる。
次に、変形例について説明する。
上記実施形態では、装飾部材１１５をレンズ１１１の車両後方側表面のうち光軸ＡＸ近傍に配置した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、装飾部材１１５に代えて、レンズ１１１の凹部１１１ａの少なくとも底面に対してアルミ蒸着等の鏡面処理を施してもよい。
この鏡面処理が施された凹部１１１ａの底面によっても、車両前方からの見かけ上、レンズ１１１を、一つのレンズとしてではなく凹部１１１ａの底面を境界として上下に分割されたレンズ部１１１Ａ、１１１Ｂとして視認させることが可能となる。また、当該凹部１１１ａの底面を第２反射面１１５ａとして機能させることが可能となる。
［第２実施形態］
本実施形態の車両用灯具ユニット２００は、自動車等の車両の前面の左右両側にそれぞれ少なくとも１つ配置されて、車両用前照灯を構成している。車両用灯具ユニット２００には、その光軸調整が可能なように公知のエイミング機構（図示せず）が連結されている。
図７は車両用灯具ユニット２００をその光軸ＡＸを含む鉛直面で切断した縦断面図である。
図７に示すように、車両用灯具ユニット２００は、レンズ２１１、レンズ２１１の車両後方側焦点Ｆ２１１より後方側かつ光軸ＡＸ近傍に配置された半導体発光素子２１２、半導体発光素子２１２の上方に配置された第１反射面２１３、第１反射面２１３で反射された半導体発光素子２１２からの光の一部を遮光するように、レンズ２１１と半導体発光素子２１２との間に配置されたシェード２１４、レンズ２１１の車両前方側かつ光軸ＡＸ近傍に配置された第２反射面２１５ａを含む装飾部材２１５、第２反射面２１５ａからの反射光が入射するように、レンズ２１１とシェード２１４との間に配置された第３反射面２１６、ヒートシンク２１７、レンズホルダー２１８、装飾部材としてのエクステンション２１９等を備えている。
図７に示すように、レンズ２１１は、ヒートシンク２１７等に固定されたレンズホルダー２１８に保持されて車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置されている。
レンズ２１１は、例えば、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸非球面の投影レンズである。レンズ２１１は、透明樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）を、金型に注入し、冷却、固化させることで成形された透明樹脂製レンズであってもよいし、ガラス製レンズであってもよい。レンズ２１１は、正面視で円形、楕円形であってもよいし、正面視でｎ角形（ｎは３以上の整数）の形状となるようにその外周がカットされた形状又はその他形状であってもよい。
図７、図２（ａ）に示すように、レンズ２１１の車両前方側表面のうち光軸ＡＸ近傍には、水平方向（図７中紙面に直交する方向）に延びる装飾部材２１５が配置されている。装飾部材２１５は、少なくとも車両前方側表面及び車両後方側表面にアルミ蒸着等の鏡面処理が施されたプレート状の部材又は金属板である。
この装飾部材２１５により、車両前方からの見かけ上、レンズ２１１を、一つのレンズとしてではなく装飾部材２１５を境界として上下に分割されたレンズ部２１１Ａ、２１１Ｂとして視認させることが可能となる（図２（ａ）参照）。
装飾部材２１５は、上下に分割されたレンズ部２１１Ａ、２１１Ｂを透過してロービーム用配光パターンを形成する光を遮らない高さ寸法ｈ（例えば、１５［ｍｍ］以下）とされている。
装飾部材２１５は、レンズ２１１の車両前方側表面のうち光軸ＡＸ近傍に配置されていてもよいし（図２（ａ）参照）、あるいは、レンズ２１１の車両前方側表面のうち光軸ＡＸ近傍から上又は下に若干シフトした位置に配置されていてもよい（図２（ｂ）参照）。前者の場合、車両前方からの見かけ上、レンズ２１１が同一形状・同一サイズのレンズ部２１１Ａ、２１１Ｂに分割されているように視認させることが可能となる。後者の場合、車両前方からの見かけ上、レンズが異なる形状・異なるサイズのレンズ部２１１Ａ、２１１Ｂに分割されているように視認させることが可能となる。なお、装飾部材２１５は、水平方向に対して若干傾いた方向に延びていてもよい（図２（ｃ）参照）。
レンズ２１１の車両前方側表面のうち光軸ＡＸ近傍には、車両前方側表面から車両後方側表面に向かって延び、かつ、水平方向（図１中紙面に直交する方向）に延びる凹部２１１ａが形成されている。装飾部材２１５は、凹部２１１ａ内に位置決め固定されている。
凹部２１１ａの底面は車両前端側２１１ａ１が車両後端側２１１ａ２より下に位置するように水平面に対して傾斜した面（例えば、平面）を含んでいる。装飾部材２１５はその傾斜した面に面接触した面を含んでおり、この面が第２反射面２１５ａとされている。装飾部材２１５は例えば接着又は嵌合等の公知の手段で凹部２１１ａ内に固定されている。なお、凹部２１１ａの内壁２１１ａ３とレンズ２１１の車両前方側表面とがなす角は面取りされている。なお、凹部２１１ａの光軸ＡＸ方向寸法ｄ（深さ）は特に限定されない。
図３は、半導体発光素子２１２の斜視図である。
半導体発光素子２１２は、例えば、複数のＬＥＤチップ２１２ａ（例えば、１ｍｍ角の青色ＬＥＤチップ×４）である。各ＬＥＤチップ２１２ａは蛍光体（例えば、黄色蛍光体であるＹＡＧ蛍光体）で覆われている。ＬＥＤチップ２１２ａは４つに限られず、１〜３又は５つ以上であってもよい。
各ＬＥＤチップ２１２ａは、略上向き（図７中、斜め後方上向きを例示）に光を放射するようにヒートシンク２１７の上面２１７ａに固定された基板Ｋ上に実装されて、レンズ２１１の車両後方側焦点Ｆ２１１より後方側かつ光軸ＡＸ近傍に配置されている。各ＬＥＤチップ２１２ａは、その一辺を光軸ＡＸに直交する水平線に沿わせて所定間隔で一列（図７中紙面に直交する方向）にかつ光軸ＡＸに対して対称となるように配置されている（図３参照）。
基板Ｋは、車両前端側Ｋａが車両後端側Ｋｂより上方に位置するように水平面に対して傾斜して配置されている（図７参照）。これにより、各ＬＥＤチップ２１２ａの軸ＡＸ２１２ａが斜め後方上向きとなっている。なお、基板Ｋは、車両前端側Ｋａと車両後端側Ｋｂとが同一水平面上に位置するように水平姿勢で配置されていてもよい。
半導体発光素子２１２には、電源ケーブルＣが電気的に接続されている。半導体発光素子２１２は、電源ケーブルＣを介して定電流が供給されることで点灯する。半導体発光素子２１２から発生する熱量はヒートシンク２１７の作用により放熱される。
半導体発光素子２１２（ＬＥＤチップ２１２ａ）は、半導体発光素子１１２（ＬＥＤチップ１１２ａ）と同様の指向特性を有する（図４参照）。
なお、半導体発光素子２１２は、略点状に面発光する発光チップを有する素子状の光源であればよく、ＬＥＤチップ２１２ａに限定されない。例えば、半導体発光素子２１２は、ＬＥＤチップ以外の発光ダイオードやレーザダイオードであってもよい。
図７に示すように、第１反射面２１３は、第１焦点Ｆ１２１３が半導体発光素子２１２近傍に設定され、第２焦点Ｆ２２１３がレンズ２１１の車両後方側焦点Ｆ２１１近傍に設定された回転楕円系の反射面（回転楕円面又はこれに類する自由曲面等）である。
第１反射面２１３は、半導体発光素子２１２から略上向きに放射される光のうち半導体発光素子２１２の軸ＡＸ２１２ａに対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光（例えば、半値角付近から内の光。図４では±６０度内の光）が入射するように、半導体発光素子２１２の側方（図７中、車両後方側の側方）からレンズ２１１に向かって延びて、半導体発光素子２１２の上方を覆っている。
シェード２１４は、レンズ２１１の車両後方側焦点Ｆ２１１から半導体発光素子２１２側に延びるミラー面２１４ａを含んでいる。シェード２１４の前端縁は、レンズ２１１の車両後方側の焦点面に沿って凹に湾曲している。ミラー面２１４ａに入射し上向きに反射される光はレンズ２１１（上側のレンズ部２１１Ａ）で屈折して路面方向に向かう。すなわち、ミラー面２１４ａに入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。
第２反射面２１５ａは、半導体発光素子２１２から放射される光のうち半導体発光素子２１２の軸ＡＸ２１２ａに対して広角方向に放射される相対的に低い光度の光（例えば、半値角付近から外の光。図４では±６０度外の光）が入射するように、レンズ２１１の車両後方側かつ光軸ＡＸ近傍に配置されている。
本実施形態では、凹部２１１ａの底面（水平面に対して傾斜した面）に面接触した、装飾部材２１５の面が第２反射面２１５ａとされている。第２反射面２１５ａは、車両前端側２１５ａ１が車両後端側２１５ａ２の下方に位置するように水平面に対して傾斜した傾斜反射面（例えば、平面鏡）とされている。
上記構成の第２反射面２１５ａに入射した半導体発光素子２１２からの相対的に低い光度の光は、当該第２反射面２１５ａで後方斜め下向きに反射される。
第３反射面２１６は、第２反射面２１５ａから後方斜め下向きに反射される相対的に低い光度の光が入射するように、第２反射面２１５ａの後方斜め下方に配置されている。
第３反射面２１６は、例えば、平面鏡であり、これに入射する第２反射面２１５ａからの光を反射してレンズ２１１（下側のレンズ部２１１Ｂ）を透過する光が水平面に対して所定角度上向きの方向（例えば、水平線より上の２〜４度の範囲）に出射して、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上のオーバーヘッドサイン領域Ａを照射するように傾斜して配置されている。
第３反射面２１６とシェード２１４とは、金型を用いて一体成形された基材に対してアルミ蒸着等の鏡面処理を施すことで、一つの部品として構成されている。これにより、第３反射面２１６、シェード２１４を個々の部品として構成する場合と比べ、部品点数の削減、第３反射面２１６、シェード２１４の組み付け工程の簡略化、さらには、第３反射面２１６、シェード２１４の組み付け誤差の低減等が可能となる。なお、第３反射面２１６とシェード２１４とは、一体成形することなく個々の部品として構成してもよい。
上記構成の車両用灯具ユニット２００によれば、半導体発光素子２１２から放射されて第１反射面２１３に入射する光は、当該第１反射面２１３で反射されてレンズ２１１の車両後方側焦点Ｆ２１１近傍で集光した後、レンズ２１１（下側のレンズ部２１１Ｂ）を透過して前方に照射される。また、第１反射面２１３で反射されてミラー面２１４ａに入射し上向きに反射される光はレンズ２１１（上側のレンズ部２１１Ａ）で屈折して路面方向に向かう。すなわち、ミラー面２１４ａに入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。
これにより、図５に示すように、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に、カットオフラインＣＬを含むロービーム用配光パターンＰ１が形成される。
一方、半導体発光素子２１２から放射されて第２反射面２１５ａに入射する光は、当該第２反射面２１５ａ及び第３反射面２１６で反射されてレンズ２１１（下側のレンズ部２１１Ｂ）を透過して、水平面に対して所定角度上向きの方向（例えば、水平線Ｈ−Ｈより上の２〜４度の範囲）へ照射される。これにより、図５に示すように、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上のオーバーヘッドサイン領域Ａに、オーバーヘッド用配光パターンＰ２が形成される。
なお、車両用灯具ユニット２００は、各配光パターンＰ１、Ｐ２が仮想鉛直スクリーン上の適正範囲を照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。
以上説明したように、本実施形態の車両用灯具ユニット２００によれば、一つの車両用灯具ユニット２００を構成する車両用灯具構成要素（半導体発光素子２１２、第１反射面２１３、ヒートシンク２１７等）に対して装飾部材２１５を追加するだけで、車両前方からの見かけ上、レンズ２１１が上下のレンズ部２１１Ａ、２１１Ｂに分割された多眼の車両用灯具ユニット２００を構成することが可能となる。
また、本実施形態の車両用灯具ユニット２００によれば、半導体発光素子２１２から放射されて第１反射面２１３に入射する光が、当該第１反射面２１３で反射されてレンズ２１１の車両後方側焦点Ｆ２１１近傍で集光する構成であるため、レンズ２１１（第１レンズ部１１１Ａ、第２レンズ部１１１Ｂ）全体が光っているように視認させることが可能となる。これにより、図６に示すように、車両前方のある視点（水平線Ｈ−Ｈより上のある視点）から見た第１レンズ部２１１Ａ及び第２レンズ部２１１Ｂに対する明るさ感を一致（又は略一致）させることが可能となる。
また、本実施形態の車両用灯具ユニット２００によれば、レンズ２１１を透過する半導体発光素子２１２からの光が水平面に対して上向きの角度（例えば、２〜４度）の方向へ照射されるように、第３反射面２１６の水平面に対する傾斜角度が調整されているため、例えば、オーバーヘッドサイン領域Ａを照射することが可能となる。
また、本実施形態の車両用灯具ユニット２００によれば、略水平方向に延びる凹部２１１ａの作用により、装飾部材２１５の位置決め固定を容易に行うことが可能となる。
従来、上下にレンズが配置された多眼の車両用灯具を構成する場合、上下それぞれに車両用灯具構成要素（ＬＥＤ光源、反射面、ヒートシンク等）を配置しなければならなかった（図８参照）。この場合、上下の車両用灯具構成要素（ＬＥＤ光源、反射面、ヒートシンク等）が干渉しないようにする観点、上下のＬＥＤ光源から発生する熱量が互いに影響しないようにする観点から、上下のレンズを近接させて配置するのは困難であった。
本実施形態の車両用灯具ユニット２００によれば、上下それぞれに車両用灯具構成要素（半導体発光素子２１２、第１反射面２１３、ヒートシンク２１７等）を配置するのではなく、上下に対して一つの車両用灯具ユニット２００を構成する車両用灯具構成要素（半導体発光素子２１２、第１反射面２１３、ヒートシンク２１７等）を配置する構成であるため、上側のレンズ部２１１Ａと下側のレンズ部２１１Ｂとが近接して配置された（例えば、１５［ｍｍ］以内に近接して配置された）多眼の車両用灯具ユニット２００を構成することが可能となる。
次に、変形例について説明する。
上記実施形態では、装飾部材２１５をレンズ１１１の車両前方側表面のうち光軸ＡＸ近傍に配置した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、装飾部材２１５に代えて、レンズ２１１の凹部２１１ａの少なくとも底面に対してアルミ蒸着等の鏡面処理を施していてもよい。
この鏡面処理が施された凹部２１１ａの底面によっても、車両前方からの見かけ上、レンズ２１１を、一つのレンズとしてではなく凹部２１１ａの底面を境界として上下に分割されたレンズ部２１１Ａ、２１１Ｂとして視認させることが可能となる。また、当該凹部２１１ａの底面を第２反射面２１５ａとして機能させることが可能となる。
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
１００…車両用灯具ユニット、１１１…レンズ、１１１Ａ…第１レンズ部、１１１Ｂ…第２レンズ部、１１１ａ…凹部、１１２…半導体発光素子、１１２ａ…ＬＥＤチップ、１１３…第１反射面、１１４…シェード、１１４ａ…ミラー面、１１５…装飾部材、１１５…第２反射面、１１６…第３反射面、１１７…ヒートシンク、１１８…レンズホルダー、１１９…エクステンション、２００…車両用灯具ユニット、２１１…レンズ、２１１Ａ…第１レンズ部、２１１Ｂ…第２レンズ部、２１１ａ…凹部、２１２…半導体発光素子、２１２ａ…ＬＥＤチップ、２１３…第１反射面、２１４…シェード、２１４ａ…ミラー面、２１５…装飾部材、２１５ａ…第２反射面、２１６…第３反射面、２１７…ヒートシンク、２１８…レンズホルダー、２１９…エクステンション

Claims (5)

  1. 車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、
    前記投影レンズの車両後方側焦点より後方側でかつ略上向きに光を放射するように配置された半導体発光素子と、
    前記半導体発光素子から放射される光のうち前記半導体発光素子の軸に対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光が入射するように、前記半導体発光素子の上方に配置された第１反射面と、
    前記第１反射面で反射された前記半導体発光素子からの光の一部を遮光するように、前記投影レンズと前記半導体発光素子との間に配置されたシェードと、
    車両前方からの見かけ上、前記投影レンズが上下に分割されたレンズ部として視認されるように、前記投影レンズの車両後方側又は車両前方側、かつ、前記光軸近傍に配置された略水平方向に延びる装飾部材と、
    を備えることを特徴とする車両用灯具ユニット。
  2. 前記半導体発光素子から放射される光のうち前記半導体発光素子の軸に対して広角方向に放射される相対的に低い光度の光が入射するように、前記装飾部材に形成されるとともに、当該入射した光を後方斜め下向きに反射するように構成された第２反射面と、
    前記第２反射面から後方斜め下向きに反射される光が入射するように、前記第２反射面の後方斜め下方に配置された第３反射面と、
    を備えており、
    前記第２反射面で反射された後、前記第３反射面で反射されて前記投影レンズを透過する前記半導体発光素子からの光が水平面に対して上向きの角度の方向へ照射されるように、前記第３反射面の水平面に対する傾斜角度が調整されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具ユニット。
  3. 前記投影レンズの車両前方側表面又は車両後方側表面のうち前記光軸近傍には、略水平方向に延びる凹部が形成されており、
    前記装飾部材は、その少なくとも一部が前記凹部内に位置決め固定されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具ユニット。
  4. 前記装飾部材の鉛直方向寸法が１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具ユニット。
  5. 車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、
    前記投影レンズの車両後方側焦点より後方側でかつ略上向きに光を放射するように配置された半導体発光素子と、
    前記半導体発光素子から放射される光のうち前記半導体発光素子の軸に対して狭角方向に放射される相対的に高い光度の光が入射するように、前記半導体発光素子の上方に配置された第１反射面と、
    前記第１反射面で反射された前記半導体発光素子からの光の一部を遮光するように、前記投影レンズと前記半導体発光素子との間に配置されたシェードと、
    を備えており、
    前記投影レンズの車両前方側表面又は車両後方側表面のうち前記光軸近傍には、略水平方向に延びる凹部が形成されており、
    車両前方からの見かけ上、前記投影レンズが上下に分割されたレンズ部として視認されるように、前記凹部のうち少なくとも底面には、鏡面処理が施されていることを特徴とする車両用灯具ユニット。
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